| 研究概要 |
本研究の目的は、Si基板上にノーマリオフ特性（しきい値電圧：正）を有するAlGaN/GaN HEMTを選択再成長法により作製することである。
結晶成長は、有機金属気相成長(MOCVD)法を用いて、Si基板上にAlN/AlGaN層を高温成長させ、その後、歪超格子、GaN層、AlNスペーサ層、AlGaNバリア層（5 nm）を成長させる。そして、選択再成長用のマスクとしてSiO2を用い、リソグラフィーとバッファードフッ酸によるエッチングを行うことで再成長領域を形成した。その後、MOCVD法により、選択的にAlGaN層(15nm)を再成長し、ノーマリオフAlGaN/GaN HEMTの試作を行った。
選択成長(AlGaN 15nm)を行った後のTLM測定から、シート抵抗260Ω/□であった。この値はAlGaN層を連続成長させたときに得られるシート抵抗(330~400Ω/□)とほぼ同等の値であった。従って、再成長を行うことでAlGaN下に2次元電子ガス層の形成されていることが示唆された。
デバイス作製のプロセスは、RIEを用いた素子間分離、SiO2表面保護膜の形成、ソース、ドレインとなるオーミック電極の形成、ゲートとなるショットキー電極の形成の順に行った。再成長AlGaNをゲート近傍まで再成長した構造を持つHEMTは、最大ドレイン電流160 mA/mm, 相互コンダクタンス 120 mS/mm, しきい値電圧+0.4Vの特性が得られ、ノーマリオフ特性を確認した。
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